组合式人工鱼礁的piv二维流场效应与物理稳定性研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M120301578上海海洋大学硕士学位论文组合式人工鱼礁的PIV二维流场效应与物理稳定题目：性研究Two-dimensionalFlowFieldEffectand英文题目：PhysicalStabilityofCombinedArtificialReefswithPIV专业：捕捞学研究方向：人工鱼礁姓名：李梦杰指导教师：关长涛研究员二O一五年六月一日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的

2、内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:曰期年6月(〈r上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密"0^学位论文作

3、雜曰期：>丨（年“円期年/月<円组合式人工鱼礁的PIV二维流场效应与物理稳定性研究Two-dimensionalFlowFieldEffectandPhysicalStabilityofCombinedArtificialReefswithPIV学位论文答辩日期:指导教师签字:答辩委员会成员签字：上海海洋大学硕士学位论文组合式人工鱼礁的PIV二维流场效应与物理稳定性研究摘要人工鱼礁是为了改善海域生态环境，营造良好的海洋生物栖息环境而人为设置在海中的一种构造物，礁体可为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和避敌的场所，从而达到增殖、保护和提高渔获量的目的。人工鱼礁

4、的流场效应能引起生物环境的变化，产生明显的生态效应，其中最重要的2个因素是上升流和背涡流的规模和强度，故此人工鱼礁研究的基础可以说是人工鱼礁流场特性的研究。人工鱼礁投放后的物理稳定性也是目前研究的重点，投放后要充分考虑其在实际海域里的稳定情况，确保鱼礁能发挥其最大的生态效益，而礁体的物理稳定性在很大程度上决定了礁体的生态稳定性。目前对礁体的物理稳定性分析主要是分析礁体在波浪力和水流力的作用下礁体的抗滑移和抗翻滚系数来评判礁体的稳定性能。本文采用PIV二维测速技术分析了组合礁体模型（HTSK-CN-3）的单体礁和单位礁在不同来流速度和布设间距下的流场效应

5、，得到该种礁型的最佳摆放方式、布设间距以及礁高水深比，并采用理论分析与模型试验相结合的方法，分析计算了组合礁体（HTSK-CN-3）、金字塔型礁体（HTR-25S型、TR-10型）三种礁型在波浪和水流作用下所受的波流阻力，对其在8种不同波况和6中不同来流速度的工况下的受力情况、抗滑移系数和抗翻滚系数进行了研究，得到礁体在不同工况下的稳定性情况，同时结合现场观测对稳定性校核的结果进行了验证分析。结果表明：（1）组合礁体模型（HTSK-CN-3）单体礁的上升流速度、高度、面积和背涡流面积均随着来流速度的增大而增加，最大上升流约为来流速度的0.23倍；（2）

6、纵向组合中礁体在1.0D礁间距下上升流规模和强度最好，模型协同作用较强，且礁体间背涡流面积比第二个礁体后的背涡流面积要大，都小于单体礁；（3）组合礁体模型在波浪下的受力和在水流中的受力都随着来流速度和波高、波周期的增加而增加，抗漂移安全系数S1和抗翻滚安全系数S2都随着来流速度和波高、波周期的增加而逐渐减小，在8种波况下的抗漂移安全系数S1均大于8.8，抗翻滚安全系数S2均大于10.6；在6种不同来流速度下的抗漂移安全系数S1均大于5.54，抗翻滚安全系数S2均大于6.66。总体上在波、流的共同作用力下，礁体模型没有出现滑移、翻滚现象，都能保持稳定，与

7、实验观察到的结果也基本一致；（4）HTR-25S型的经验值计算其抗漂移安全系数S1、抗翻滚安全系数S2分别为I上海海洋大学硕士学位论文1.02和4.256，在海域中能保持稳定，与观察到的模型礁体的稳定性基本一致；（5）TR-10型的波浪力和水流力也都随着来流速度和波高、波周期的增加而增加，抗漂移安全系数S1和抗翻滚安全系数S2都随着来流速度和波高、波周期的增加而逐渐减小，在6种不同来流速度下的抗漂移安全系数S1均大于1.027，抗翻滚安全系数S2均大于2.18；在7种波况下的抗漂移安全系数S1均大于1，但在波况H18T16时，其抗滑移系数为0.987，

8、8种波况下抗翻滚安全系数S2均大于2.095。根据以上分析说明这三种礁型抗滑移、抗翻滚性能都比